Фотография
План.
1.Роль света в области фотографии.
2.Превращение оптического изображения в химический процесс.
3.Химическое закрепление светового изображения.
4.Механизм получения изображения.
5.Этапы фотографического процесса.
6.Принципы фотографического процесса.
7.Заключение.
1.Роль света в области фотографии.
Исследование излучения и поглощения света, позволило, в свое время, сделать ряд важных открытий. Сама же световая частица была названа квантом света или фотоном.
Такими открытиями являются:
- квантовые свойства материи, законам которых подчиняется поведение всех микрочастиц;
- корпускулярные свойства света при поглощении, а при распространении - волновые свойства;
- существование корпускулярно-волнового дуализма у всех элементарных частиц.
- существование давления света на препятствие (впервые было обнаружено и измерено русским физиком П.Н.Лебедевым.)
- химические реакции, происходящие под действием света.
Остановимся подробней на последнем пункте и дадим характеристику химическим реакциям, протекающим под действием светового потока.
Во-первых, химическое действие света проявляется в превращении и расщеплении молекул.
Фотохимическими реакциями называются всякие химические процессы, протекающие под действием видимого света и ультрафиолетовых лучей.
Важнейшей характеристикой фотохимического процесса является – фотосинтез. Также к фотохимическим реакциям относятся - взаимодействие хлора с водородом на свету с образованием HCl распад бромистого серебра на светочувствительном слое фотопластинки, загар, выцветание тканей на солнце.
В процессе фотосинтеза, под действием света и солнца, происходят важнейшие химические реакции в траве, зеленых листьях деревьев и растений ,во многих микроорганизмах.
Фотосинтезом называется процесс, при котором листья поглощают из воздуха углекислый газ и расщепляют его молекулы на составные части: углерод и кислород.
В результате фотосинтетической деятельности растений за все предшествующие геологические эпохи атмосфера обогатилась кислородом, а в недрах и на поверхности Земли были сконцентрированы громадные запасы восстановленного углерода и органических продуктов, которые человек и по сей день. Это - каменный уголь, нефть, горючие газы, сланцы, торфа. Фотосинтез может протекать только под
действием света определенного спектрального состава.
Реакция фотосинтеза протекает под действием красных лучей солнечного спектра в молекулах хлорофилла. Хлорофилл – сосредоточен в хлоропластах и является зеленым пигментом. Он находится в очень непрочном состоянии с белковыми веществами. Наличие хлорофилла является необходимым условием фотосинтеза, т.е. создания
органического вещества, которое служит пищей для всех других организмов и
обеспечивают существование, круговорота в системе.
Химические свойства света были заложены в основу при создании фотографии.
Само слово “фотография” - рисование светом, светопись, имеет греческое происхождение (“фото” – свет, “графо” – рисую, пишу).
Изобретение фотографии само по себе не является открытием одного человека, очень многие выдающиеся ученые и творцы истории имеют к ней непосредственное отношение.
Если углубиться в историю, то предпосылки к изобретению берут свое начало в IV веке до нашей эры и отображены в трудах древнегреческого мыслителя Аристотеля. Это камера-обскура. Уже в те отдаленные времена, было замечено, что луч солнца, проникая сквозь небольшое отверстие в темное помещение, оставляет на плоскости световой рисунок предметов внешнего мира. Предметы изображаются в точных пропорциях и цветах, но, по сравнению с натурой, в уменьшенных размерах и в перевернутом виде. Далее выдающийся итальянский ученый и художник эпохи Возрождения Леонардо да Винчи описал принцип работы камеры-обскура в своих трудах.
К середине VIII века камера-обскура значительно модернизировалась, и редставляла из себя ящик с двояковыпуклой линзой в передней стенке и полупрозрачной бумагой или матовым стеклом в задней стенке. Она использовалась в качестве прибора для механической зарисовки предметов внешнего мира. Для этого достаточно было с помощью зеркала, поставить прямо перевернутое изображение и обвести карандашом на бумаге.
В России такое устройство успешно использовалось, с помощью камеры-обскура были документально запечатлены виды Кронштадта, Петербурга, Петергофа других русских городов. В то время она носила название “махина для снимания першпектив”, и была изготовлена в виде походной палатки. Таким образом труд художников был упрощен и появилась “Фотография до фотогрфии”. Сложилось так, что именно в XVIII веке химия как наука достигла достаточного развития. А ученые ломали головы над тем, чтобы полностью механизировать процесс рисования, научившись не только фокусировать “световой рисунок” в камере-обскуре, но и надежно закреплять его на плоскости химическим путем.
2.Превращение оптического изображения в химический процесс.
Огромный вклад в становление фотографии был сделан А.П.Бестужевым-Рюминым.
В 1725 году, тогда еще молодой химик-любитель, впоследствии дипломат и известный государственный деятель, занимаясь составлением жидких лечебных смесей, Бестужев-Рюмин обнаружил, что под воздействием солнечного света растворы солей железа изменяют цвет. Через некоторое время немецкий анатомик и хирург И.Г.Шульце обнаружил и представил доказательства чувствительности к свету солей брома.
В 1818 г. русский ученый Х.И.Гротгус открыто заявил, что существует связь фотохимического превращения в веществах с поглощением света. В своих докладах Гротгус четко сформулировал мысль о том, что только те лучи могут химически действовать на вещество, которые этим веществом поглощаются. Впоследствии это положение станет основным из законов фотохимии.
Он также представил доказательства зависимости поглощения и излучения света от температуры. Причем было установлено, что повышение температуры увеличивает излучение света, а понижение температуры увеличивает поглощение.
в 1842 г. английский ученый Д.Гершель и в 1843 г. американский профессор химии Д.Дрейпер, не зависимо от открытий Гротгуса установили ту же особенность.
Сегодня основной закон фотохимии принято называть законом Гротгуса – Гершеля –
Дрейпера.
В дальнейшем важную роль сыграла теория Планка для понимания и объяснения закона фотохимии, согласно которой излучение света происходит прерывисто определенными и неделимыми порциями энергии, называемыми квантами.
3.Химическое закрепление светового изображения.
Работа в этой области началась в первой трети прошлого столетия и была нацелена на закрепление светового изображения в камере-обскуре.
Изобретателями фотографии принято считать Жозефа Нисефора Ньепс, Луи-Жака Манде Дагера, Вильяма Фокса Генри Тальбота, они добились наилучших результатов среди ученых и изобретателей разных стран.
Впервые “Солнечный рисунок” закрепил Ньепс. Для своих работ он использовал асфальт и его свойства затвердевать на солнце.
Эксперимент состоял из простой процедуры. Раствор асфальта в лавандовом масле на полированную оловянную пластинку, которую выставлял на солнечный свет под полупрозрачным штриховым рисунком. В местах пластинки, находившихся под непрозрачными участками рисунка, асфальтовый лак практически не подвергался воздействию солнечного света и после экспозиции растворялся в лавандовом масле.
Так процедура травления и гравирования пластинки продолжалась несколько раз подряд, затем пластинку покрывали краской. В результате чего возникало рельефное изображение, свет задубливал лак в освещенных местах, а лавандовое масло вымывало незадубившиеся участки лака. Покрытые лаком пластинки применялись вместе с камерой-обскуры для формирования прочных светописных изображений, так же изображение использовалось дальше, как клише для получения копий с оригинала.
В 1826 г. Ньепс смог с помощью камеры-обскуры получить вид из окна своей мастерской на металлической пластине покрытой тонким слоем асфальта.
Первый снимок получил название – гелиография, что и означает “солнечный рисунок”. Он был весьма низкого качества и местность была едва различима, при том что процедура заняла восемь часов. Но именно с этого снимка началась фотографии, как принято считать в истории.
В 1835 г. Тальбот тоже зафиксировал солнечный луч, используя для этого более усовершенствованный метод. Тальбот применил бумагу, пропитанную хлористым серебром. Выдержка длилась в течение часа. Это был снимок решетчатого окна его дома.
В том же году Тальботом был получен первый в мире негатив. Приложив к нему светочувствительную бумагу, приготовленную тем же способом, он впервые сделал позитивный отпечаток.
Свой способ съемки изобретатель назвал калотипией, что означало “красота”.
Так он показал возможность тиражирования снимков и связал будущее фотографии с
миром прекрасного.
Одновременно с Ньепсом над способом закрепления изображения в камере-обскуре
работал известный французский художник Дагер, автор знаменитой парижской
диорамы. Работа над световыми картинами натолкнула его на мысль закрепить
изображение. Ньепс совместно с Дагером начал работу по усовершенствованию
гелиографии. К тому времени этот процесс был уже модифицирован: наносился слой
серебра на металлические пластины и затем тщательно очищенная поверхность
серебра обрабатывалась парами йода. В результате такой обработки на зеркальной
поверхности пластинки образуется тонкая кристаллическая пленка иодида серебра –
вещества, чувствительного к свету.
После смерти Ньепса в 1833 г., Дагер настолько усовершенствовал методику Ньепса,
что мог получать изображения значительно большей яркости. Он снял довольно